Mnoho stavů může vést k náhlé a neočekávané poruše tlakové nádoby kotle, často vyžadující kompletní demontáž a výměnu kotle.Těmto situacím se lze vyhnout, pokud jsou zavedeny a přísně dodržovány preventivní postupy a systémy.Není tomu však vždy tak.
Všechny zde diskutované poruchy kotle zahrnují poruchu tlakové nádoby / výměníku tepla kotle (tyto pojmy se často používají zaměnitelně) buď v důsledku koroze materiálu nádoby nebo mechanické poruchy v důsledku tepelného namáhání, které má za následek praskliny nebo oddělení součástí.Při běžném provozu nejsou obvykle žádné znatelné příznaky.Selhání může trvat roky, nebo k němu může dojít rychle kvůli náhlým změnám podmínek.Pravidelné kontroly údržby jsou klíčem k prevenci nepříjemných překvapení.Porucha výměníku často vyžaduje výměnu celé jednotky, ale u menších a novějších kotlů může být rozumnou variantou oprava nebo výměna pouze tlakové nádoby.
1. Silná koroze na straně vody: Špatná kvalita původní napájecí vody způsobí určitou korozi, ale nesprávná kontrola a nastavení chemických úprav může vést k vážné nerovnováze pH, která může rychle poškodit kotel.Materiál tlakové nádoby se skutečně rozpustí a poškození bude rozsáhlé – oprava většinou není možná.Měli byste se poradit se specialistou na kvalitu vody/chemickou úpravu, který rozumí místním podmínkám vody a může pomoci s preventivními opatřeními.Musí vzít v úvahu mnoho nuancí, protože konstrukční vlastnosti různých výměníků tepla diktují odlišné chemické složení kapaliny.Tradiční litinové a černé ocelové nádoby vyžadují jiné zacházení než měděné, nerezové nebo hliníkové výměníky tepla.Vysokokapacitní žáruvzdorné kotle se ovládají poněkud jinak než malé vodní trubkové kotle.Parní kotle obvykle vyžadují zvláštní pozornost z důvodu vyšších teplot a větší potřeby doplňovací vody.Výrobci kotlů musí poskytnout specifikaci podrobně popisující parametry kvality vody požadované pro jejich produkt, včetně přijatelných chemikálií pro čištění a úpravu.Tyto informace je někdy obtížné získat, ale protože přijatelná kvalita vody je vždy otázkou záruky, měli by si konstruktéři a správci tyto informace vyžádat před zadáním objednávky.Technici by měli zkontrolovat specifikace všech ostatních součástí systému, včetně těsnění čerpadel a ventilů, aby se ujistili, že jsou kompatibilní s navrhovanými chemikáliemi.Pod dohledem technologa je nutné systém před konečným plněním vyčistit, propláchnout a pasivovat.Plnicí kapaliny musí být otestovány a následně upraveny tak, aby splňovaly specifikace kotle.Síta a filtry by měly být vyjmuty, zkontrolovány a označeny datem čištění.Měl by existovat monitorovací a opravný program s personálem údržby vyškoleným ve správných postupech a poté pod dohledem procesních techniků, dokud nebudou spokojeni s výsledky.Pro průběžnou analýzu kapalin a kvalifikaci procesu se doporučuje najmout specialistu na chemické zpracování.
Kotle jsou určeny pro uzavřené systémy a při správném zacházení může počáteční nabití trvat věčnost.Nedetekované úniky vody a páry však mohou způsobit, že neupravená voda bude neustále vnikat do uzavřených systémů, dovolit rozpuštěnému kyslíku a minerálům vstupovat do systému a zředit chemikálie pro úpravu, čímž se stanou neúčinnými.Instalace vodoměrů do plnicích linek tlakových kotlů komunálních nebo studničních systémů je jednoduchou strategií pro detekci i malých úniků.Další možností je instalace zásobních nádrží na chemikálie/glykol, kde je náplň kotle izolována od systému pitné vody.Obě nastavení mohou být vizuálně monitorována servisním personálem nebo připojena k BAS pro automatickou detekci úniků kapaliny.Pravidelná analýza kapaliny by měla také identifikovat problémy a poskytnout informace potřebné k nápravě chemických úrovní.
2. Silné znečištění/vápnění na straně vody: Nepřetržité zavádění čerstvé přídavné vody v důsledku úniků vody nebo páry může rychle vést k vytvoření tvrdé vrstvy vodního kamene na součástech výměníku tepla na straně vody, což způsobí kov izolační vrstvy se přehřívá, což má za následek praskliny pod napětím.Některé vodní zdroje mohou obsahovat dostatečné množství rozpuštěných minerálů, takže i počáteční naplnění velkého systému může způsobit nahromadění minerálů a selhání horkého místa výměníku tepla.Kromě toho selhání při řádném čištění a proplachování nových a stávajících systémů a selhání filtrace pevných látek z plnicí vody může mít za následek znečištění a znečištění spirály.Tyto podmínky často (ale ne vždy) způsobují, že kotel je během provozu hořáku hlučný, což upozorní personál údržby na problém.Dobrou zprávou je, že pokud je vnitřní povrchová kalcifikace detekována dostatečně brzy, lze provést čisticí program, který obnoví výměník tepla téměř do nového stavu.Všechny body v předchozím bodě o zapojení odborníků na kvalitu vody na prvním místě účinně zabránily vzniku těchto problémů.
3. Silná koroze na straně zapalování: na površích výměníku tepla se vytvoří kyselý kondenzát z jakéhokoli paliva, když je povrchová teplota pod rosným bodem konkrétního paliva.Kotle určené pro kondenzační provoz používají ve výměnících tepla materiály odolné vůči kyselinám, jako je nerezová ocel a hliník, a jsou určeny k odvodu kondenzátu.Kotle, které nejsou určeny pro kondenzační provoz, vyžadují, aby spaliny byly neustále nad rosným bodem, takže se kondenzát nebude tvořit vůbec nebo se po krátké době zahřátí rychle odpaří.Parní kotle jsou vůči tomuto problému do značné míry imunní, protože obvykle pracují při teplotách výrazně nad rosným bodem.K vývoji teplovodních kondenzačních kotlů přispělo zavedení venkovních regulací vypouštění citlivých na počasí, nízkoteplotní cyklování a strategie nočního vypínání.Bohužel provozovatelé, kteří nechápou důsledky přidání těchto funkcí do stávajícího vysokoteplotního systému, odsuzují mnoho tradičních teplovodních kotlů k předčasnému selhání – poučení.Vývojáři používají zařízení, jako jsou směšovací ventily a oddělovací čerpadla, stejně jako řídicí strategie k ochraně vysokoteplotních kotlů během nízkoteplotního provozu systému.Je třeba dbát na to, aby tato zařízení byla v dobrém provozním stavu a aby byly ovládací prvky správně nastaveny, aby se zabránilo kondenzaci vodních par v kotli.Toto je počáteční odpovědnost projektanta a zástupce, po kterém následuje program běžné údržby.Je důležité si uvědomit, že omezovače nízké teploty a alarmy se často používají s ochrannými prostředky jako pojištění.Obsluha musí být proškolena, jak se vyhnout chybám při seřizování řídicího systému, které by mohly spustit tato bezpečnostní zařízení.
Znečištěný výměník tepla topeniště může také vést k destruktivní korozi.Znečišťující látky pocházejí pouze ze dvou zdrojů: paliva nebo spalovacího vzduchu.Měla by být prozkoumána možná kontaminace paliva, zejména topného oleje a LPG, ačkoli občas byly ovlivněny dodávky plynu.„Špatné“ palivo obsahuje síru a další znečišťující látky nad přijatelnou úrovní.Moderní normy jsou navrženy tak, aby zajistily čistotu dodávky paliva, ale do kotelny se stále může dostat nekvalitní palivo.Samotné palivo je obtížné kontrolovat a analyzovat, ale časté kontroly táborového ohně mohou odhalit problémy s usazováním znečišťujících látek dříve, než dojde k vážnému poškození.Tyto nečistoty mohou být velmi kyselé a měly by být okamžitě vyčištěny a vypláchnuty z výměníku tepla, pokud jsou zjištěny.Měly by být stanoveny intervaly průběžných kontrol.Je třeba konzultovat dodavatele paliva.
Znečištění vzduchu ze spalování je častější a může být velmi agresivní.Existuje mnoho běžně používaných chemikálií, které tvoří silně kyselé sloučeniny v kombinaci se vzduchem, palivem a teplem ze spalovacích procesů.Některé notoricky známé sloučeniny zahrnují výpary z kapalin pro chemické čištění, barvy a odstraňovače nátěrů, různé fluorované uhlovodíky, chlór a další.Problémy mohou způsobit i výfukové plyny ze zdánlivě neškodných látek, jako je sůl na změkčování vody.Koncentrace těchto chemikálií nemusí být vysoké, aby způsobily škody, a jejich přítomnost je často nezjistitelná bez specializovaného vybavení.Provozovatelé budov by se měli snažit eliminovat zdroje chemikálií v kotelně a jejím okolí, stejně jako kontaminanty, které mohou být vnášeny z externího zdroje spalovacího vzduchu.Chemikálie, které by se neměly skladovat v kotelně, např. skladovací saponáty, je nutné přemístit na jiné místo.
4. Tepelný šok/zatížení: Konstrukce, materiál a velikost kotlového tělesa určuje, jak je kotel citlivý na teplotní šok a zatížení.Tepelné namáhání lze definovat jako pokračující ohýbání materiálu tlakové nádoby během typického provozu spalovací komory, ať už v důsledku provozních teplotních rozdílů nebo širších teplotních změn během spouštění nebo zotavení ze stagnace.V obou případech se kotel postupně ohřívá nebo ochlazuje a udržuje konstantní teplotní rozdíl (delta T) mezi přívodním a vratným potrubím tlakové nádoby.Kotel je dimenzován na maximální delta T a pokud není tato hodnota překročena, nemělo by dojít k poškození během ohřevu nebo chlazení.Vyšší hodnota Delta T způsobí, že se materiál nádoby ohne nad konstrukční parametry a únava kovu začne materiál poškozovat.Pokračující zneužívání v průběhu času způsobí praskání a únik.Další problémy mohou nastat u součástí utěsněných těsněním, které může začít prosakovat nebo se dokonce rozpadat.Výrobce kotle musí mít specifikaci pro maximální přípustnou hodnotu Delta T, která poskytne projektantovi informace nezbytné k zajištění dostatečného průtoku kapaliny za všech okolností.Velké požární trubkové kotle jsou velmi citlivé na delta-T a musí být přísně kontrolovány, aby se zabránilo nerovnoměrnému rozpínání a vybočení tlakového pláště, což může poškodit těsnění na trubkovnicích.Závažnost stavu přímo ovlivňuje životnost tepelného výměníku, ale pokud má operátor způsob, jak ovládat Delta T, může být problém často opraven dříve, než dojde k vážnému poškození.Nejlepší je nakonfigurovat BAS tak, aby vydal varování, když je překročena maximální hodnota Delta T.
Tepelný šok je vážnější problém a může okamžitě zničit výměníky tepla.Od prvního dne modernizace systému noční úspory energie lze vyprávět mnoho tragických příběhů.Některé kotle jsou během doby chlazení udržovány v horkém provozním bodě, zatímco hlavní regulační ventil systému je uzavřen, aby se umožnilo ochlazení budovy, všech instalatérských součástí a radiátorů.V určený čas se otevře regulační ventil, který umožní propláchnutí vody pokojové teploty zpět do velmi horkého kotle.Mnohé z těchto kotlů nepřežily první tepelný šok.Operátoři si rychle uvědomili, že stejné ochrany používané k zabránění kondenzaci mohou také chránit před tepelným šokem, pokud jsou správně spravovány.Tepelný šok nemá nic společného s teplotou kotle, vzniká při náhlé a prudké změně teploty.Některé kondenzační kotle pracují docela úspěšně při vysokých teplotách, zatímco jejich výměníky tepla cirkuluje nemrznoucí kapalina.Když je umožněno topit a chladit při řízeném teplotním rozdílu, mohou tyto kotle přímo zásobovat systémy tání sněhu nebo bazénové výměníky tepla bez mezilehlých směšovacích zařízení a bez vedlejších účinků.Před použitím v takto extrémních podmínkách je však velmi důležité získat souhlas od každého výrobce kotlů.
Roy Kollver má více než 40 let zkušeností v oboru HVAC.Specializuje se na vodní energetiku se zaměřením na kotelní techniku, regulaci plynu a spalování.Kromě psaní článků a výuky na témata související s HVAC se věnuje řízení staveb pro strojírenské společnosti.
Čas odeslání: 17. ledna 2023